[發明專利]一種磺胺類抗生素地下水污染的溯源方法及系統

在審

• 申請號: 202210084705.0
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114527206A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 楊思月;段磊;王小娟;孫亞喬;蔣婕;周艾詩
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/06;G01N33/18;G06F17/11;G06F17/14;G06Q50/26
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 車寧華

本發明屬于環境保護溯源技術領域，具體涉及一種磺胺類抗生素地下水污染的溯源方法及系統，包括：收集溯源區域的信息并采集地下水樣，并對采集的水樣進行預處理，提取預處理后的水樣中的磺胺類抗生素并對其含量進行測定并分析，得分析數據；對分析數據進行分析與預測，若檢測到分析數據大于預設閾值時，水樣異常，否則溯源區域的地下水樣中的磺胺類抗生素的含量符合水質標準；獲取水樣異常信號對應的溯源區域的信息，并啟動應急響應后運行應急監測；通過計算溯源區域的水樣中的污染排放參數的估計值或概率分布，得到污染源信息，重復上述步驟，直至溯源搜索范圍縮小到可通過現場排查找到污染源。本發明能夠快速對地下水中磺胺類抗生素進行溯源。

技術領域

本發明屬于環境保護溯源技術領域，具體涉及一種磺胺類抗生素地下水污染的溯源方法及系統。

背景技術

磺胺類藥物是應用最廣、用量最大的一類廣譜抑菌藥，被廣泛應用于醫藥行業、水產養殖和畜牧業等方面，用于預防和治療細菌感染和真菌性疾病。盡管抗生素在水體環境中以痕量形式存在，但由于其具有難降解性和持續輸入性，因而呈現出“持久”性的狀態，并極易在地下水中殘留，現已成為一種新型地下水污染。

環境中磺胺類抗生素主要源于人類和動物用藥，進入水環境中的抗生素主要來自動物體內未被完全代謝的化合物，大部分抗生素會通過未經處理的農業廢水、養殖廢水和生活污水直接排放，以及通過養殖場排放的糞便以填埋、施肥等方式進入到土壤環境中，最后經地表徑流與滲濾污染地下水和人類飲用水水源。

磺胺類抗生素污染主要是對環境中微生物、水生動物和人類健康產生危害。水體環境中長期存在抗生素可能會誘導水體中的微生物產生抗藥性，并且會直接影響水生生物的生長繁殖狀況。人類長期飲用含有痕量磺胺類抗生素的水后會使人體的免疫系統受到破壞，導致人體自身免疫功能下降。大多數磺胺類抗生素都是水溶性的，并且具有較低的亨利常數，因而容易在環境中擴散，又因其在地下水中會發生遷移轉化，在自然環境中很難快速消除其對環境的影響，因此成為治理磺胺類抗生素污染的難點。

先前人們針對地下水污染溯源主要是在事故發生后對被污染的下游水樣和上游涉污企業排污口的水樣進行采樣，通過水樣的檢測分析與檢測結果進行比對，以實現對污染源進行溯源，找到涉污責任方，但可能存在由于上游的涉污企業較多，無法在第一時間準確找到污染源的問題，容易對地下水污染治理工作造成耽擱。因此，提供一種能夠對地下水中磺胺類抗生素快速準確溯源的技術來解決上述問題很有必要。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種磺胺類抗生素地下水污染的溯源方法及系統，該方法不僅能夠針對水質異常及時進行預警，并且能夠快速對地下水中磺胺類抗生素進行溯源，最終實現地下水污染防治的目的。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案予以實現：

(一)一種磺胺類抗生素地下水污染的溯源方法，包括以下步驟：

步驟1，選定溯源區域，收集所述溯源區域的信息，采集所述溯源區域的地下水樣，并對采集的水樣進行預處理，提取預處理后的水樣中的磺胺類抗生素，并對提取的所述磺胺類抗生素的含量進行測定并分析，得分析數據；

步驟2，接收分析數據，采用異常算法對分析數據進行分析與預測，若檢測到分析數據大于預設閾值時，水樣異常，啟動預警預報，否則所述溯源區域的地下水樣中的磺胺類抗生素的含量符合水質標準；

步驟3，獲取水樣異常信號對應的所述溯源區域的信息，根據水樣異常信號以及其對應的所述溯源區域的信息啟動應急響應后運行應急監測；

步驟4，獲取歷史監測數據和在線監測數據，根據所述歷史監測數據和在線監測數據采用PSO算法計算出溯源區域的水樣中的污染排放參數的估計值或概率分布，得到污染源信息；

步驟5，獲取污染源信息，并根據污染源信息以人機交互方式輸入指令，重復步驟1至步驟4，直至溯源搜索范圍縮小到可通過現場排查找到污染源。